Группа ученых, финансируемая Национальными институтами здравоохранения (NIH), завершила секвенирование полных последовательностей хромосом у пяти видов человекообразных обезьян и одного более отдаленного родственника — сиамангского гиббона. Результаты исследования, опубликованные в журнале Nature, демонстрируют значительные различия в Y-хромосомах этих видов и открывают новые возможности для изучения эволюции человека.
Что нового узнали ученые?
Исследователи обнаружили, что Y-хромосомы человекообразных обезьян развиваются значительно быстрее, чем X-хромосомы. От 62 до 66% X-хромосом и от 75 до 82% Y-хромосом состоят из повторяющихся последовательностей ДНК. Эти различия указывают на различные эволюционные давления, влияющие на эти хромосомы.
Эволюция Y-хромосом
Более 90% последовательностей X-хромосом обезьян совпадают с X-хромосомой человека, что свидетельствует о их относительной стабильности на протяжении миллионов лет эволюции. Однако только от 14% до 27% последовательностей Y-хромосом совпадают с человеческой Y-хромосомой. Это указывает на высокую степень эволюционной изменчивости Y-хромосом, особенно в их длине и содержании генов.
Структура Y-хромосом
Одной из ключевых особенностей Y-хромосом является наличие большого количества палиндромов ДНК — последовательностей, которые читаются одинаково в прямом и обратном направлении. Исследователи обнаружили, что палиндромы на Y-хромосомах приматов часто содержат гены, повторенные в множественных копиях. Эти гены играют важную роль в производстве спермы и фертильности.
Сателлиты ДНК и центромеры
Исследование также выявило несколько ранее неизвестных видоспецифичных сателлитных последовательностей на Y-хромосомах человекообразных обезьян. Эти последовательности важны для понимания организации геномов и эволюции этих видов.
Факторы, влияющие на эволюцию Y-хромосом
Быстрая эволюция Y-хромосом обусловлена несколькими факторами. Одним из них является накопление изменений из-за ограниченного числа Y-хромосом в каждой клетке. Другим фактором является явление предвзятости мужской мутации, при котором производство спермы требует большего количества репликации ДНК.
Значение исследования
Результаты исследования предоставляют ценные данные для понимания эволюции человека и могут быть использованы для сохранения исчезающих видов человекообразных обезьян. Ученые подчеркивают необходимость дальнейших исследований для изучения полного генома этих видов и применения полученных знаний для сохранения их биологического разнообразия.
Ключевые выводы
- Y-хромосомы человекообразных обезьян развиваются быстрее, чем X-хромосомы.
- Y-хромосомы содержат большое количество палиндромов ДНК, которые часто включают важные гены.
- Y-хромосомы имеют уникальные сателлитные последовательности и центромеры.
- Факторы, такие как предвзятость мужской мутации и ограниченное число Y-хромосом, способствуют их быстрой эволюции.
Дальнейшие исследования
Команда ученых планирует продолжить работу над описанием полных геномов человекообразных обезьян для более глубокого понимания их эволюционной истории и биологии. Эти исследования помогут сохранить биологическое разнообразие и лучше понять эволюцию человека.
Литература.
“The Complete Sequence and Comparative Analysis of Ape Sex Chromosomes” by Brandon Pickett et al. Nature
